大型泵站變頻調(diào)速運行可行性分析
發(fā)布時間:2019-07-12 11:33:51來源:
圖范圍寬、結構簡單、功率因數(shù)高等優(yōu)點,一直是中、小功率變頻調(diào)速的首選方案,并己有大功率產(chǎn)品。如寶鋼引進的日本東芝公司生產(chǎn)的高爐風機同步變頻起動裝置就采用了交-直-交方案,容量48MW,電壓10kV.國內(nèi)亦有同類產(chǎn)品。其特點是低頻脈動大,高頻性能佳。
當然,還有許多新型的交流變頻調(diào)速器在不斷涌現(xiàn)。
如串聯(lián)多重化變頻器,采用串聯(lián)多重化技術,可使輸入、輸出電壓、電流波形達到近乎完美的程度,功率因數(shù)超過0.95,系統(tǒng)效率達98%以上,電機效率也明顯提高。目前裝機容量己達7500kW,電壓達7200V. 2.2栗站采用變頻調(diào)速運行的技術可行性如前所述,高港栗站1~3機組采用的是半調(diào)節(jié)軸流栗,在揚程動態(tài)變化情況下,無法滿足機組優(yōu)化運行的要求。水栗是風機類負載,當運行轉速稍有變化時,其輸出流量、揚程,特別是功率就有較大變化,其比例關系如下式所示??梢?,軸功率隨轉速的三次方關系變化,所以,采用變頻器調(diào)節(jié)水栗機組轉速時,節(jié)電效果是明顯的。
由于變頻調(diào)速裝置的動態(tài)跟蹤性能優(yōu)越,當上下游水位變化而使機組的運行工況偏離高效區(qū)時,能動態(tài)調(diào)整機組的運行轉速,使機組仍然運行于高效區(qū)。
同時變頻調(diào)速裝置亦能在定流量或比較大流量要求前提下,當上下游水位發(fā)生變化時,及時調(diào)整機組的運行速度,實現(xiàn)機組的比較優(yōu)運行。
冶金工業(yè)部自動化研宄院生產(chǎn)的高壓直接變頻調(diào)速裝置(ARIVERT-HS)專門用于由高壓同步電動機拖動的大容量風機、水栗速度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中,同時,可實現(xiàn)同步電動機的軟起動。其結構框圖如所示。
變主機接線。另外,它解決了高壓晶閘管串聯(lián)、高壓晶閘管變流柜結構、高低壓信號檢測傳輸、數(shù)字化控制等一系列關鍵技術,產(chǎn)品己達到了國際國內(nèi)先進水平。
該院第一臺同類產(chǎn)品于1997年10月在廣東凡口鉛鋅礦800kW、6kV礦井通風機上順利投入了運行。不到11個月便收回了全部投資,其經(jīng)濟效益亦是十分可觀的。
盡管到目前為止,國內(nèi)大型電力排灌栗站還沒有應用變頻調(diào)速裝置的先例,但此技術己在國內(nèi)外大量應用于大型軋鋼機、大型風機的大功率低速同步電動機中。水栗與通風機是同類負載,高港栗站主機亦為大功率同步電動機,而且冶金工業(yè)部自動化研宄院生產(chǎn)的高壓直接變頻調(diào)速裝置是專門用于大功率低速高壓同步電動機的,其具備的性能特點亦非常適合栗站的情況。所以,高港栗站葉片半調(diào)節(jié)栗機組采用變頻調(diào)速運行在技術上是完全可行的。
3泵站調(diào)速運行特性~3機組調(diào)速運行的主要目的是實現(xiàn)抽引和抽排的經(jīng)濟運行。內(nèi)澇嚴重時,需要在盡量短的時間內(nèi)排除澇水,效率成為次要因素,可以利用電機的富裕功率適當提高轉速,增大排澇流量。考慮到水栗效率及安全性,確定調(diào)速比='/e =0.6~1.05,其中'為工作轉速,e為額定轉速,e;150r/min,則調(diào)速范圍為90~157.5r/min,對應電源變頻0.葉片角額定轉速時栗裝置揚程、效率、功率性能曲線為(由裝置模型試驗換算而得):該裝置采用電流型逆變器,適用于對動態(tài)要求高的場食〗主回路不需附加任何設備就現(xiàn)電機四u. A1;。:。+象限fc2此性能1適備向需改shingHouse-Allnghts嚴紫4膣塍F比較優(yōu)工況點/的參數(shù)為:Q水流道較短、形狀復雜,阻力系數(shù)難以準確計算,無法將泵性能與其分開,可將其看成水泵的一部分,將比例律直接用于裝置調(diào)速特性。
按轉速上下限計算調(diào)速性能,使實際工況與額定轉速比較優(yōu)工況!相似的裝置比較高和比較低工作揚程為:-4.631m范圍內(nèi)的任一裝置工作揚程,機組比較優(yōu)轉速及比較優(yōu)調(diào)速比為:4.2調(diào)速抽引的經(jīng)濟效益高港泵站抽引集中在11月-次年3月份。根據(jù)潮位變化情況,這期間長江水位低于內(nèi)河水位累積時間約90天,考慮長江水位高時可自引,確定年抽引天數(shù)為60天,按設計要求,1-3機組抽引流量100m3/s,則總抽水量=5.184x108m3.抽引揚程0.70-1.90m,比較低揚程Hymin形,設兩種情形抽水量之比與揚程范圍之比相等,則采用與4.1相同的計算方法,得調(diào)速抽引年節(jié)省電費為調(diào)速抽引、抽排年共節(jié)省電費R 5結論-3機組實現(xiàn)變頻調(diào)速后,抽排裝置效率平均提高3.75%,抽引裝置效率提高16.62% -21.18%,年節(jié)省電費50多萬元。估計高港泵站變頻設備及實施費用約需400萬元,按靜態(tài)計算不到8年即可賺回投資,以后每年節(jié)省運行費用50多萬元。而且據(jù)計算,緊急時還可提速增加排澇流量近8m3/s,因而,實現(xiàn)變頻調(diào)速運行在經(jīng)濟上是可行的,并且增大排澇流量還可帶來一定的社會效益。若變頻調(diào)速用于年運行時間較長的同類型泵站,經(jīng)濟效益將更加明顯。
劉剛。大功率變頻調(diào)速技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢劉紅試。變頻調(diào)速器在供水系統(tǒng)中的應用。北京節(jié)能,1999,(3)。
-)1983年7月畢業(yè)于原江蘇農(nóng)學院機電排灌工程系機電排灌工程專業(yè),現(xiàn)為東南大學電氣工程系博士生,主要從事超聲波電動機及泵站反向發(fā)電方面的研宄ght工作,副教授。http://www.cnki.net 1程之一,高港泵站則是泰州引江河樞紐工程的控制建2筑物。該泵站集自引自排、機灌機排等功能于一身,是目前江蘇省功能比較全、裝備比較先進的泵站之一。該泵站采用立軸雙層流道方案,安裝葉輪直徑3.0m、設計3流量34m3/s、設計揚程4.0m的立式軸流泵9臺套,其中一期工程3臺為3000ZLQ(B)125半調(diào)節(jié)軸流泵,二4期工程6臺為3000ZLK125全調(diào)節(jié)軸流泵。主機采用TL200040/3250同步電動機,額定功率2000kW,額定5刖言泰州引江河工程是江蘇省蘇北地區(qū)的主要水源工從工程實際運行經(jīng)驗可知,半調(diào)節(jié)軸流泵由于葉片角度的調(diào)節(jié)為有級調(diào)節(jié),而且操作時極為不便,應用中較少調(diào)節(jié)。有些泵站由于長期不調(diào)節(jié)引起機構銹蝕而失去調(diào)節(jié)功能。另一方面,高港泵站由于緊靠長江,離入海口亦不遠,因而機組的運行揚程變化頻繁,至少每天4次因此,要提高機組的運行效率,靠半。調(diào)節(jié)泵的葉角調(diào)節(jié)是不現(xiàn)實的。即使是全調(diào)節(jié)軸流泵,也很